【毅言堂】中小学STEM课堂教学研讨活动感悟

【毅言堂】

中小学STEM课堂教学研讨活动感悟

主题：全国九省市中小学STEM课堂教学研讨活动

时间：2025年4月20-21日

地点：湖北省宜昌市金东方初中、金东方小学

总共四节小学数学课，第一节是北师大版小学数学四年级下册《小数点搬家》，第二节是人教版小学数学六年级下册《圆柱的认识》，第三节是北师大版小学数学一年级下册数学活动课《我来数一数》，第四节是北师大版小学数学五年级下册《确定位置》.

从这次研讨活动的主题出发，结论是第三节课充分体现了STEM理念，第二节课试图在常规教学中加入STEM元素，剩下两节均为常规数学课.

一、STEM课堂教学的内涵

先问下AI，如何在小学数学课堂中融入STEM教学方法，DeepSeek回答如下：

看完上面这一段内容之后，我们会发现在2022版新课标中，关于小学数学综合与实践课程内容中，也有下面一段文字：

我们不妨将问题简单化，STEM教学方法，完全可以和现在中小学数学综合与实践结合起来，我们用后者来装下前者的全部内涵.

二、跨学科主题，学科又是怎么来的？未来又朝哪儿去？

从教学的老祖宗孔子说起，论语中记载孔子四教六艺，其中四教分别是文、行、忠、信，六艺分别是礼、乐、射、御、书、数，按古代生产力水准，多数属于文科，这很正常.

随着时代的进步，特别是人类社会进入工业化以来，知识爆发，旧的体系已经无法容纳，因此出现了细分学科，我们现代的学科多半源自这个时代，并且当初的学科种类已经远远不是现代的种类，数量上更加丰富，划分也更加细致.

然而我们都知道，天下大势，分久必合，合久必分，我们在学习时细分学科是为了方便学生学习，但学生未来面对实际问题时，却又需要多学科知识融合，因此培养复合型人才的需求便十分迫切，不管哪一行，只具备一项技能是不够的，而这种综合运用所学知识的能力，不能等到学生分科学习结束之后再去培养，当学生已成年，思维习惯被学科固化之后，再想融合是很困难的，因此从义务教育阶段开始，有限地打破学科界限是十分必要的，这便是我们在新课标中看到的对综合与实践的要求.

虽然我们在学习的时候，分学科学习，但在解决实际问题时，却不会分学科，虽然我们在进行综合与实践活动的时候，要跨学科，但我们时刻要牢记，教学实施者，是分学科的.

很显然，同为STEM理念下的课堂教学，我能够很清楚地分辨一节科学课和一节数学课，它们有本质上的不同，错误的表现就是数学老师上的数学课没有数学味道，或者全是数学味道，都不符合STEM理念.

三、项目化学习，项目是什么？怎样课堂活动才叫项目？

我们可以将“项目”两个字稍简化一下，改为“问题”，即我们设计一节数学课，需要解决一个问题，这个问题来源于真实情景，需要多学科知识协同解决.

首先在一个项目中，要进行可行性研究，也就是这个问题为什么会出现在课堂上？这需要老师进行精心的设计，从学生认知层出发，预估他们会遇到什么问题，会怎样思考，在备课中，这属于备学情；

其次在项目设计中，将问题包装好，尽量不要直接将真实情景搬到课堂上，毕竟很多真实问题的解决超越了学生认知，老师需要将其加工，去掉与学科学习无关的部分，将超认知部分修改成学生能理解的内容，在不改变原问题主体的前提下，将它设计成教学中的项目.

例如《我来数一数》课例中，老师展示的情景是鱼池中的鱼，提出问题是请学生数一下鱼有多少条.

这个项目很适合一年级学生的认知，毕竟他们目前能够掌握的知识在100以内的数，运算包括加与减；当问题提出来之后，学生很快便遇到的真实问题，鱼在动，不好数；通过老师在课堂上引导学生思考解决办法，孩子们七嘴八舌找到了思路，如下图：

学生每提出一种方法，都会在老师引导下对其可行性进行讨论，经过以上可行性研究，针对性解决学生发现的两个问题，分别用动转静和减少重叠两种方式提出自已的想法，这已经基本接近真相了.

然后老师便出示了准备好的一张照片，如下图：

这张图并不是真实世界中存在的，而是经过了修改，分别针对孩子们提出的方法，进行了优化，鱼的间隔加大了，不再出现一条鱼被另一条鱼挡住，并且较为均匀地分布在照片上，以方便学生去数.

在学生数数的环节中，学生有不同的数数方法，在数之前，老师引导学生用记号笔在照片上作记号，边数边标记，并且提出了具体的要求，例如数哪种鱼，不同种类的鱼的特征，如何识别等.

学生数狮子头金鱼的时候，出现了按某种顺序数的行为，这也是课堂预期，老师并没有统一规定按什么顺序，只要有顺序，从左向右，从上往下等都可以.

在进行知识迁移时，老师只是给出了活动目标，数剩下两种类型的金鱼，从现场学生表现来看，迁移得很成功，利用前面数狮子头金鱼的方法，将剩下两种金鱼的数量确定了.

课堂小结部分也是亮点，并没有采用常规的问法如“你这节课有什么收获”等，我个人也认为这种提问方式太笼统，没有具体指向，学生并不好回答，只好说一些大家都爱听的话来应付，这实质上失去了课堂小结的功效，这节课的课堂小结，老师提出了三个问题：

①这节课你印象最深刻的是什么？

②你还想问什么？

③你还想知道什么？

学生在回答这三个问题的时候，能否用数学语言描述很重要，即使有学生回答不着边际也不要紧，经过适当引导，学生能够回到“正轨”.

我们在课堂上，不用担心放开之后收不回来，一年级学生受限于生理年龄，语言表达本来就没那么流畅，多一份耐心和细心，让每个学生都能够有思考、有表达，这节课才算对学生有作用.

至此，数金鱼这个项目，学生完成得非常好，通过这个项目，进一步掌握了生活中数数的方法，把数数清楚，把数数高效，这对未来的数学学习极有帮助.

四、常见的教学误区

基于STEM理念的课堂教学，不能将部分手段或套路塞进常规课堂，以图实现整节课的STEM化，也不能仅仅加一个或几个跨学科背景，便认为是STEM教学，我们需要认真准备数学活动，仔细研究生活情景，将其数学化，教学化，再呈现到课堂上.

例如《圆柱的认识》课例中，前半部分就是我们的常规课堂教学，出示含有圆柱的自然界实物，学生举例说一说生活中见过的圆柱体，用实物让学生摸一摸、看一看，接下来进入介绍圆柱各部分的环节，让学生沿长方形一条边旋转得到圆柱等，这一系列活动之后，安排了一个实验，圆柱承重挑战，学生用同一张A4纸，分别圈成圆柱或折成棱柱，在上面放不同数量的书，看哪一种承受更多重量.

这个STEM实验的目的是想让学生体会到自然界中、生活中圆柱存在的必要性，以承重为一个切入点，这本没错，但实验设计中却出现了逻辑上的漏洞，我们知道，学生在课堂实验中制作出的圆柱和棱柱，没有上下底面，中间是空的，事实上与桌面的接触面积仅仅是底面那一圈周长，即理论上所有圆柱和棱柱的承受是相同的，如果出现承重不同，那也不是因为底面面积，而是其它因素，这已经超出了学生的认识范围，所以这个实验看上去热闹，实际上对本节课内容并无帮助，同时由于前面占用时间较多，整个实验时间也不长，象征性地完成，并且得出了老师希望的结论.

但并不是说，这节课没办法用STEM理念完成，个人觉得，在学生学习了圆柱体积的计算之后，可以安排这样的数学实践活动：

第一个环节，展示自然界中存在的圆柱例如树干，同时提出问题，为什么它们会是圆柱？

向AI提问，得到以下回答，这个回答并非一定在课堂上呈现，而是作为老师，需要先明白，并进行适当加工，用孩子们能理解的语言解读.

其实DeepSeek的回答本身也是经过数学优化的，通过这个步骤，让学生认识到自然界中存在圆柱是一种必然，转而在我们的生活中，再去找圆柱体物体，会不自觉地去思考为什么会做成圆柱体，完成项目可行性研究.

第二个环节，进行实验，但不是承重挑战，而是用相同的A4纸去卷不同的圆柱或棱柱，再去测量它们的底面积，验证用最小表面积获得最大体积.

这就是对真实情境的修改，在小学六年级，学生对承重涉及到的物理知识并没有太多认识，但对体积、面积的计算比较熟悉，所以实验目标需要调整.

第三个环节，实验之后的归纳与小结，通过制作不同圆柱和棱柱，测量并比较体积，得到结论，让学生用数学语言描述结果，并进一步理解生活中某些物体采用圆柱体的原因，从而回归到自然界中去理解树干为什么是圆柱体，完成从生活到数学，再从数学回归到生活的闭环.

若条件许可，也可以进行这类承重挑战，我们可利用3D打印机打印出相应的圆柱或棱柱，用小型液压机来测试它们的承重能力，但背后的原理仍然不是六年级学生可以理解的，只是按课标上的“了解”层次来要求学生.

我们不能用“打补丁”的方式来进行STEM课堂教学，从教学设计开始，就应该是一个完整的项目，整个课堂都要围绕这个项目进行，充分给学生探究、交流、思考的时间，而不能借用一个或几个实验或操作活动来点缀.

五、总结

基于STEM理念的数学课堂教学，我们也理解为数学综合与实践，采用项目式学习的方式，用40分钟完成项目的研究，并且能够得出学生理解的结论，解决项目中的问题，即整节课需要的是解决问题，学生的收获也应该是解决了问题.

在备课之前，需要广泛了解真实情景下的问题是如何产生，如何解决，如何拓展到其它方面的，在这个基础上，对问题本身再加工，使其变成课堂上可以实施的项目，学生可以解决的问题，同时坚持STEM教学的常态化，不是为了公开课作秀，坚持理念学习，更新自已的教学知识库，从而给学生更优秀的学习体验.